Л. Эсаки.

  От редакции. Т. д. был предложен в 1957 лауреатом Нобелевской премии Л. Эсаки, поэтому Т. д. называют также диодом Эсаки

  Лит.: Esaki L., New phenomenon in narrow germanium р — n junctions, «Physical Review», 1958, v. 109, № 2; его же, Long journey into tunnelling, «Reviews of modern Physics», 1974, v. 46, № 2.

Рис. 2. Вольтамперные характеристики (ВАХ) туннельных диодов на основе Ge (1), GaSb (2), Si (3) и GaAs (4): U — напряжение смещения на туннельном диоде; I/I_m — отношение тока через диод к току в максимуме ВАХ.

Рис. 1. Энергетические диаграммы электронно-дырочного перехода туннельного диода при различных напряжениях смещения (О<U₁<U₂<U₃): E_fp и E_fh — уровни Ферми дырок и электронов; E_g — ширина запрещённой зоны; W — ширина p — n-перехода; е — заряд электрона; i_t и i_d — туннельный и диффузионный токи.

Тунне'льный эффе'кт, туннелирование, преодоление микрочастицей потенциального барьера в случае, когда её полная энергия (остающаяся при Т. э. неизменной) меньше высоты барьера. Т. э. — явление существенно квантовой природы, невозможное в классической механике; аналогом Т. э. в волновой оптике может служить проникновение световой волны внутрь отражающей среды (на расстояния порядка длины световой волны) в условиях, когда, с точки зрения геометрической оптики, происходит полное внутреннее отражение. Явление Т. э. лежит в основе многих важных процессов в атомной и молекулярной физике, в физике атомного ядра, твёрдого тела и т.д.

  Т. э. объясняется в конечном счёте неопределённостей соотношением (см. также Квантовая механика, Корпускулярно-волновой дуализм). Классическая частица не может находиться внутри потенциального барьера высоты V, если её энергия Е < V, так как кинетическая энергия частицы р²/2m = Е — V становится при этом отрицательной, а её импульс р — мнимой величиной (m — масса частицы). Однако для микрочастицы этот вывод несправедлив: вследствие соотношения неопределённостей фиксация частицы в пространственной области внутри барьера делает неопределённым её импульс. Поэтому имеется отличная от нуля вероятность обнаружить микрочастицу внутри запрещенной, с точки зрения классической механики, области. Соответственно появляется определённая вероятность прохождения частицы сквозь потенциальный барьер, что и отвечает Т. э. Эта вероятность тем больше, чем меньше масса частицы, чем уже потенциальный барьер и чем меньше энергии недостаёт частице, чтобы достичь высоты барьера (то есть чем меньше разность V — E). Вероятность прохождения сквозь барьер представляет собой главный фактор, определяющий физические характеристики Т. э. В случае одномерного потенциального барьера такой характеристикой служит коэффициент прозрачности барьера, равный отношению потока прошедших сквозь него частиц к падающему на барьер потоку. В случае трёхмерного потенциального барьера, ограничивающего замкнутую область пространства с пониженной потенциальной энергией (потенциальную яму), Т. э. характеризуется вероятностью w выхода частицы из этой области в единицу времени; величина w равна произведению частоты колебаний частицы внутри потенциальной ямы на вероятность прохождения сквозь барьер. Возможность «просачивания» наружу частицы, первоначально находившейся в потенциальной яме, приводит к тому, что соответствующие уровни энергии частиц приобретают конечную ширину порядка hw (h — постоянная Планка), а сами эти состояния становятся квазистационарными.

  Примером проявления Т. э. в атомной физике могут служить процессы автоионизации атома в сильном электрическом поле. В последнее время особенно большое внимание привлекает процесс ионизации атома в поле сильной электромагнитной волны. В ядерной физике Т. э. лежит в основе понимания закономерностей альфа-распада радиоактивных ядер: в результате совместного действия короткодействующих ядерных сил притяжения и электростатических (кулоновских) сил отталкивания, a-частице при её выходе из ядра приходится преодолевать трёхмерный потенциальный барьер описанного выше типа. Без Т. э. было бы невозможно протекание термоядерных реакций: кулоновский потенциальный барьер, препятствующий необходимому для синтеза сближению ядер-реагентов, преодолевается частично благодаря высокой скорости (высокой температуре) таких ядер, а частично — благодаря Т. э. Особенно многочисленны примеры проявления Т. э. в физике твёрдого тела: автоэлектронная эмиссия электронов из металлов и полупроводников (см. Туннельная эмиссия); явления

в полупроводниках, помещенных в сильное электрическое поле (см. Туннельный диод); миграция валентных электронов в кристаллической решётке (см. Твёрдое тело); эффекты, возникающие на контакте между двумя сверхпроводниками, разделёнными тонкой плёнкой нормального металла или диэлектрика (см. Джозефсона эффект) и т.д.

  Лит.: Блохинцев Д. И., Основы квантовой механики, 4 изд., М., 1963; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Квантовая механика. Нерелятивистская теория, 3 изд., М., 1974 (Теоретическая физика, т. 3).

  Д. А. Киржниц.

Ту'нское о'зеро (Thunersee), озеро в Швейцарии, в северных предгорьях Бернских Альп, на высоте 558 м. Расположено в тектонической котловине; имеет крутые залесённые берега. Площадь 47,8 км², глубина до 217 м. Через Т. о. и расположенное выше Бриенцское озеро протекает р. Ааре (приток Рейна). Замерзает на 6—7 мес. Судоходство. Близ Т. о. — г. Тун; на берегах — курорты (Шпиц, Хильтерфинген и др.).

Ту'нха (Tunja), город в Колумбии, на Панамериканском шоссе, административный центр департамента Бояка. 77 тыс. жителей (1971). Железнодорожная станция. Текстильная промышленность. В районе — добыча изумрудов, каменного угля. Т. основан в 1539. Город сохранил прямоугольную планировку и облик колониального периода. Памятники архитектуры — ренессансный собор (1569—1600, архитектор П. де Соса, Б. Каррьон), монастырь Санто-Доминго (с 1551, ныне при нём музей религиозного искусства) с украшенной богатейшим резным декором капеллой Нуэстра Сеньора дель Росарио (см. илл.), многочисленные дома 16—17 вв. с галереями во внутренних дворах, потолками артесонадо, порталами в стиле платереско и эрререско.

  Лит.: Salamanca Aguilera R., Guía histо'rica ilustrada de Tunja, Bogotа', [1939].

Тунха. Фасад собора. 1598—1600. Архитектор Б. Каррьон.

Резной декор капеллы Нуэстра Сеньора дель Росарио в Тунхе. 1682—89.